淺談高壓變電站無線測溫預警系統(tǒng)的設計

摘要：在高壓變電站中，由于設備老化以及輸變線路的接頭溫度過高，常常會引發(fā)火災或者爆炸等事故。傳統(tǒng)的人工溫度測量不僅勞動強度大，而且容易出現(xiàn)漏測、誤報等現(xiàn)象，無法實現(xiàn)對高壓變電站的有效保護。因此，本文將無線通訊技引入到高壓變電站的溫度測量當中，重點對無線測溫預警系統(tǒng)進行分析,試圖為之提供行之有效的可行性建議。

關(guān)鍵詞：變電站；無線測溫；預警系統(tǒng)；設計研究

 

       高壓變電站是電能變換、分配的重要場所，同時也是發(fā)生火災、爆炸等事故的高危場所。通常情況下，高壓變電站輸變線路的接頭溫度范圍在20℃～30℃之間為正常狀態(tài)；如果母線接頭溫度達到60℃～70℃時，則處于警戒狀態(tài)；超過60℃～70℃，就會引發(fā)火災甚至爆炸。本文主要研究的是無線測溫系統(tǒng)，通過無線設備對設備內(nèi)的每個節(jié)點進行溫度測量，不僅可以有效地提高測量，而且操作簡單易于維護，能夠?qū)崿F(xiàn)對高壓變電站溫度的在線測量和監(jiān)控。

 

       無線測溫系統(tǒng)主要作用是進行實時的在線溫度測量和預警。常用于較為惡劣的工作環(huán)境中，該設備的特點是安裝簡單、檢測精度高，尤其對高壓電氣設備的溫度測量有著良好的效果。高壓變電站無線測溫語境系統(tǒng)的設計結(jié)合了智能溫度傳感器、超低功耗單片機、無線收發(fā)模塊以及電源管理器，通過對高壓變電站進行定時測溫并且與設定的高溫度閥值進行對比分析，從而判斷無線收發(fā)模塊的啟停。高壓變電站無線測溫預警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計如下圖-1所示：

圖-1高壓變電站無線測溫預警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1概述

       開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)是基于470MHz無線測溫技術(shù)開發(fā)的針對開關(guān)柜進行測溫的系統(tǒng)，可對開關(guān)柜分別為母線排、上下觸頭、電纜接頭，柜體表面等部位溫度進行實時監(jiān)測，方便運維人員及遠程監(jiān)控中心掌握現(xiàn)場設備運行情況。

3.2應用場所

變電所，配電室，箱變等

配電室箱變數(shù)據(jù)中心機房

3.3系統(tǒng)架構(gòu)

開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)由無線溫度傳感器、測溫通訊終端（溫度顯示儀）、溫度監(jiān)測預警工作站三部分組成，

 

3.4系統(tǒng)功能

3.4.1實時監(jiān)測

      Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控軟件人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測溫節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)及有關(guān)故障、告警等信息。

3.4.2溫度查詢

     溫度歷史曲線（1分鐘、5分鐘、60分鐘可選）：

3.4.3運行報表

     查詢各回路設備運行溫度報表。

3.4.4實時報警

     壁掛式無線測溫監(jiān)控設備具有實時報警功能，設備能夠?qū)囟仍较薜仁录l(fā)出警告。設備提供以下幾種告警方式：

1）彈出事件報警窗口。

2）實時語音報警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警。

3）短信警告。

3.4.5歷史告警查詢

      Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ懈婢录涗涍M行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)和告警等事件進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

3.4.6用戶權(quán)限管理

      Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

3.5.產(chǎn)品選型

3.5.1無線測溫傳感器選型

3.5.2收發(fā)器選型

3.5.3測溫通訊終端（溫度顯示儀）選型

3.6典型配置方案

3.6.1高低壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫（單柜就地顯示）

a）配置方案

 

說明：ARTM-Pn通過RS485接口連接ATC實現(xiàn)開關(guān)柜溫度集中顯示，可接收60只無線溫度傳感器ATE100/100M/200/400/100P/200P。

b）安裝實例

ARTM-PnATE100接點測溫ATE200母排測溫ATE400斷路器觸頭測溫

 

3.6.2高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫帶操顯功能（單柜就地顯示）

a）配置方案

說明：ASD320通過RS485接口連接ATC實現(xiàn)開關(guān)柜溫度集中顯示，可接收12只無線溫度傳感器ATE100/100M/200/400/100P/200P。

 

b）安裝實例

ASD320ATE200觸頭測溫ATE400母排測溫ATE100M柜體測溫

3.6.3高低壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫（集中就地顯示/就地無顯示）

a）配置方案

說明：觸摸屏通過RS485接口連接ATC實現(xiàn)開關(guān)柜溫度集中顯示，可接收240只無線溫度傳感器ATE100/100M/200/400/100P/200P。如果現(xiàn)場不需要就地顯示，可以直接通過ATC的RS485接口，把數(shù)據(jù)傳送到值班室的遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng)。

b）安裝實例

ATP070ATCATE200接點測溫ATE200電容器表面測溫

3.6.4就地壁掛式集中顯示方案（適用于改造，不方便在柜子上加裝顯示屏的現(xiàn)場）

方案一：Acrel-2000T/A就地集中顯示：

 

說明：Acrel-2000/A通過RS485接口連接ATC實現(xiàn)開關(guān)柜溫度集中顯示，可接收240只無線溫度傳感器ATE100/100M/200/400/100P/200P。

方案二：Acrel-2000T/B就地集中顯示：

說明：Acrel-2000T/B不僅可以通過RS485連接多種ATC收發(fā)器接收所有型號傳感器實現(xiàn)集中顯示，還可以通訊連接配電室內(nèi)無線測溫相關(guān)就地顯示裝置實現(xiàn)集中顯示，同時還可以連接配電室內(nèi)智能操控、微機保護、電力儀表等電力監(jiān)控設備進行監(jiān)測。

3.6.5低壓電氣接點有線測溫、變壓器繞組測溫

a）配置方案

說明：ARTM-8溫度巡檢儀可配8路Pt100傳感器，有線連接，Pt100傳感器客戶自配，測量低壓電氣接點時Pt100傳感器需做好絕緣處理。

b）安裝實例

ARTM-8PT100

 

       伴隨著人工智能技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)以及信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，對變電站進行輸變線路的溫度進行在線實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)火災安全隱患并進行預防措施已經(jīng)成為可能。本文主要研究的是無線測溫預警系統(tǒng)，是基于無線傳輸技術(shù)和傳感器技術(shù)的溫度在線實時監(jiān)測系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以有效地確保變電站輸變電線路的正常運行，提升變電站電力系統(tǒng)運行的自動化程度，大限度的降低故障維修次數(shù)。